bateria jest jednym z najważniejszych wynalazków człowieka w całej historii. Obecnie jest powszechnie używany jako przenośne źródło energii, ale w przeszłości baterie były naszym jedynym źródłem energii elektrycznej. Bez jego koncepcji nowoczesne udogodnienia, takie jak komputery, pojazdy i urządzenia komunikacyjne, mogłyby nie być możliwe.,
Najwcześniejsza Bateria
zanim Benjamin Franklin odkrył elektryczność w 1740 roku, koncepcja baterii mogła już istnieć, już od 2000 lat temu. W 1983 roku grupa archeologów odkryła kolekcję słoików z terakoty w Khujut Rabu, wiosce niedaleko Bagdadu. Słoiki zawierały blachy miedziane zwinięte żelaznym prętem. Wilhelm König, jeden z niemieckich archeologów, omówił możliwość połączenia miedzi i żelaza jako formy ogniw galwanicznych stosowanych jako bateria., Po zmieszaniu z kwaśną cieczą, miedź i żelazo mogą wytworzyć reakcję chemiczną, która prowadzi do elektryczności. Uważa się, że ta najwcześniejsza forma baterii mogła być używana do galwanizacji złota w artefaktach cywilizacji Partów. Dynastia Partów istniała w latach 250 PP. n. e .do 250 PP. n. e.
podróż, która doprowadziła do powstania baterii, jaką znamy dzisiaj, wiązała się z jednym wynalazkiem za drugim. Spójrz na historyczną oś czasu baterii i jak powstały pomysły na ten rozwój.,
1786: Żabie nogi i elektryczność
Luigi Galvani, włoski fizyk, odkrył wskazówkę, która utorowała drogę do idei baterii. Galvani wycinał żabę przymocowaną do mosiężnego haka żelaznym skalpelem, a gdy dotknął nogi żaby, noga drgnęła. Fizyk wierzył, że było to spowodowane „elektrycznością zwierzęcą”, w której energia, która wywołała ruch, pochodziła z samej nogi. Sprzeciwił się temu Alessandro Volta, który uważał, że zjawisko to spowodowane jest przez dwa odmienne Metale i wilgotny przewodnik., Volta zweryfikował tę koncepcję za pomocą eksperymentu, który opublikował w 1791 roku.
1800: narodziny stosu Volta
volta kontynuował swoje badania, tworząc pierwszą baterię mokrą. Układając warstwy miedzi i cynku podzielone warstwami tektury lub tkaniny nasączonej solanką, Volta wymyśliła coś, co jest obecnie znane jako stos woltowy. Stos Voltaiczny jest pierwszą prawdziwą baterią, wytwarzającą stabilny i stały prąd. Ale pomimo tego, że jest w stanie dostarczać spójne prądy, stos Voltaiczny nie może produkować energii elektrycznej przez długi czas., Baterie Volta oferują tylko krótki czas pracy baterii, który jest wart maksymalnie godzinę. Jedną z jego wad są wycieki elektrolitu, które powodują zwarcia. Innym problemem jest powstawanie pęcherzyków wodoru na miedzi, zwiększając opór wewnętrzny akumulatora.
1820: Bateria ogniwa Daniell
Brytyjski chemik John Frederic Daniell utorował drogę do przezwyciężenia ograniczenia stos woltowy przez wynalezienie ogniwa Daniell. Pęcherzyki wodoru zostały wyeliminowane za pomocą drugiego roztworu elektrolitu wytwarzanego przez pierwszy przewodnik., Ogniwo Daniella wykorzystywało siarczan miedzi zanurzony w nieszkliwionym naczyniu ceramicznym wypełnionym elektrodą cynkową i kwasem siarkowym. Ponieważ był on wykonany z porowatego materiału, naczynie ceramiczne umożliwiało przechodzenie jonów, ale zapobiegało mieszaniu się roztworów. Ogniwo Daniella było również pierwszą baterią, w której zastosowano rtęć, stosowaną w celu zmniejszenia korozji. Ten typ baterii wytwarzał 1,1 V i był początkowo używany do zasilania urządzeń komunikacyjnych.
1838: porowata komora garnkowa
projekt Cella Daniella zastosował producent instrumentów z Liverpoolu, John Dancer., Bateria ta składała się z centralnej anody cynkowej nasączonej naczyniem ceramicznym zawierającym roztwór siarczanu cynku. Porowata garnek z ceramiki zanurza się w roztworze siarczanu miedzi zawartego w miedzianej puszce. Miedź może działać jako katoda komórki. Jony przechodzą przez porowatą barierę, ale roztwory nie mieszają się ze sobą.
1859: pojawienie się Baterii Kwasowo-ołowiowych
wszystkie baterie wynalezione wcześniej były ogniwami pierwotnymi, a więc trwale osuszały się po zużyciu wszystkich reakcji chemicznych., Gaston Planté rozwiązał ten problem, tworząc pierwszą baterię, którą można było naładować: akumulator kwasowo-ołowiowy. Przekazując prąd ładowania i rozładowania w ogniwie, bateria może dostarczać energię przez dłuższy czas. Naukowiec Camille Alphonse Faure ulepszył akumulator kwasowo-ołowiowy. Faure zaprojektował ogniwo składające się z siatki ołowianej, w której prasowano pastę z tlenku ołowiu. Warstwy tych kombinacji płyt zostały ułożone w stos dla większej wydajności. Pierwszy model akumulatora ołowiowo-kwasowego składał się z dwóch arkuszy ołowiu podzielonych gumowymi paskami tworzącymi spiralę., Akumulatory kwasowo-ołowiowe zostały po raz pierwszy użyte do zasilania świateł wagonów kolejowych.
1866: Bateria Leclanché, Bateria węglowo-cynkowa
francuski naukowiec Georges Leclanché wynalazł baterię złożoną z anody cynkowej z katodą dwutlenku manganu owiniętą wewnątrz porowatego materiału. Ogniwo wykorzystywało jako elektrolit roztwór chlorku amonu. Z węglem zmieszanym z katodą dwutlenku manganu, Bateria ta prezentowała szybszą absorpcję i dłuższy okres trwałości., Leclanché ulepszył tę baterię, zastępując ciekły elektrolit w wersji pastier, co zaowocowało powstaniem pierwszej baterii suchych ogniw. Może być stosowany w różnych orientacjach i transportowany bez rozlewania.
1886: Carl Gassner ' s Version of the Leclanché Cell
kolejna wersja suchego ogniwa została wynaleziona przez Carla Gassnera, który uzyskał Niemiecki patent na wariant baterii Leclanché. Gassner użył tynku paryskiego do wytworzenia pasty chlorku amonu, zmieszanej z niewielką ilością chlorku cynku, aby przedłużyć żywotność baterii., W rezultacie bateria oferowała bardziej solidną konstrukcję i zapewniała 1,5 V w pełnym użyciu. Gassner uzyskał patent Amerykański na tę baterię w 1887 roku. Pomysł gassnera utorował drogę do powstania pierwszego akumulatora masowo-centrycznego, zasilającego przenośne urządzenia elektryczne.
1899: Bateria niklowo-kadmowa
Waldermar Jungner, Naukowiec pochodzący ze Szwecji, wynalazł pierwszą baterię niklowo-kadmową (NiCD). Jest to akumulator zawierający elektrody niklowe i kadmowe nasączone roztworem wodorotlenku potasu., Jest to pierwsza bateria, która wykorzystuje elektrolit alkaliczny, co z kolei daje jej zdolność do wytwarzania lepszej gęstości energii niż bateria kwasowo-ołowiowa.
1903: Bateria Edisona
słynny amerykański naukowiec, Thomas Edison, podniósł ogniwo niklowo-żelazne Jungner zaprojektował i stworzył kolejną opatentowaną jego wersję. Edison zastosował ogniwo alkaliczne z żelazem jako anodą i tlenkiem niklu jako katodą. Używał także chlorku potasu jako przewodnika. Bateria Edisona była początkowo przeznaczona dla samochodów., Jednak znalazł on większe zastosowanie na rynku przemysłowym i kolejowym, będąc wystarczająco silnym, aby przetrwać okresy przeładowane i nieopłacone.
1955: pojawienie się baterii alkalicznych
Baterie cynkowo-węglowe były głównym źródłem energii aż do końca 1950. Inżynier Lewis Urry został przydzielony do znalezienia rozwiązania w wydłużeniu żywotności baterii cynkowo-węglowych przez Eveready Battery Company., Urry odkrył, że korzystanie z baterii alkalicznych oferuje większą przewagę, dostarczając większą energię przy wyższych prądach w porównaniu z bateriami cynkowo-węglowymi.
1912: baterie litowe i litowo-jonowe
Gilbert Newton Lewis rozpoczął eksperymenty nad bateriami litowymi, ale dopiero w drugiej połowie wieku pierwsze baterie litowe stały się dostępne na rynku., Trzy ważne zmiany były niezbędne do stworzenia tych baterii: odkrycie katody LiCoO2 przez Johna Goodenougha (1980), odkrycie anody grafitowej przez Rachida Yazami (1982) i prototyp akumulatora litowego wyprodukowany przez Asahi Chemical, Japonia. Sony skomercjalizowało akumulator litowo-jonowy w 1991 roku.